(57)【要約】【課題】  シール装置は、高温流体が流れる各組立部品の取付面間叉は振動が伴う各組立部品の取付面間をシールできるようにすることにある。又、シール本体が可撓性を有すると共に、製作コストを低減可能にすることにある。【解決手段】  シール装置（１）は、巻き材（４）を密接して螺旋状に巻いて板状に形成したシール連結部（２Ｃ）を有するシール本体（２）と、シール連結部（２Ｃ）の一端に有する第１シール端部（２Ａ）と、シール連結部（２Ｃ）の他端に有する第２シール端部（２Ｂ）とを具備し、シール本体（２）の螺旋巻き内部に間隙状の空間部（３）を有するものである。【選択図】        図１
2006017074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の部品の端面と他方の部品の端面との接続面間をシールするシール装置であって、巻き材を密接して螺旋状に巻いて板状に形成したシール連結部を有するシール本体と、前記シール連結部の一端に有する第１シール端部と、前記シール連結部の他端に有する第２シール端部とを具備し、前記シール本体の螺旋巻き内部に空間部を有することを特徴とするシール装置。
【請求項２】
前記シール連結部内の空間部の断面が略平行な空間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシール装置。
【請求項３】
前記シール本体の断面が円弧状の曲部に形成されていることを特徴とする請求項１叉は請求項２に記載のシール装置。
【請求項４】
前記シール端部が円形状に形成されていると共に、前記シール連結部の厚さよりも前記シール端部の直径が大きい寸法に形成されていることを特徴とする請求項１叉は請求項２叉は請求項３に記載のシール装置。
【請求項５】
前記巻き材が帯状板に形成されていると共に、前記帯状板の側面を接触させながら螺旋状に巻かれていることを特徴とする請求項１叉は請求項２又は請求項３叉は請求項４に記載のシール装置。
【請求項６】
前記空間部にシール板が挿着されていることを特徴とする請求項１叉は請求項２又は請求項３叉は請求項４又は請求項５に記載のシール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール装置に関する。更に詳しくは、被密封流体の圧力叉は高温の被密封流体による熱膨張力又は回転時の振動力等により組立部品間が変位する間隙をシールするシール装置に関する。例えば、ガスタービンのステーター、シュラウドなどの組立部品間をシールするシール装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン、蒸気タービンの装置等は高温による熱応力、高圧の作用力、回転による振動力を受けるので、取付部品間が変位する。例えば、ガスタービンにおいては、動翼の外周側には静止体外壁となるシュラウドが設けられている。このシュラウドは、設計上から、周方向に分割された複数のシュラウドセグメントから構成されている。このシュラウドセグメントの組立間にはシール板が配置されている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
このシュラウドセグメントは、上述のような熱応力を受けるために、シュラウドセグメントの互いに隣接する組立接合間を一定の間隙に開いておかなければならない。同時に、組立接合間から半径方向へ空気が漏れないようにするために、シュラウドセグメントの接合間の側面に取付溝を設け、この取付溝に嵌め込んだシール板により、組立接合間から被密封流体が漏洩するのを防止している。しかし、シール板は、上述したように種々の作用力を受けるために、作用力に対して耐摩耗がなく、更に、変位が対応できずに、シール能力に問題が生じている。又、このような高温による熱応力、高圧の作用力、回転時の振動力を受ける装置のシール板は、技術の向上につれて、用途が多くなっている。
【０００４】
この関連する技術１の内容を更に説明する。図２０に示すシール装置は、特許文献１及び特許文献２に関連する技術１である。図２０に示すガスタービンのタービン流路壁のタービンセクション１００は、図示省略のロータと共に回転する動翼体１１０と、図示省略の翼室に固定された静翼体とが設けられている。動翼体１１０は、ロータに結合されたプラットフォーム１１０Ａと動翼１１０Ｂとから成る。叉、動翼体１１０の下流側の静翼体は、図示省略の静翼と、この静翼の両端に固定された内側シュラウドと外側シュラウドとから構成されている。
【０００５】
そして、翼室には、動翼１１０Ｂの先端と所定の間隔を介して分割環が設けられている。この分割環の内周の各動翼１１０Ｂ、１１０Ｂとプラットフォーム１１０Ａ、１１０Ａとの間は、高温ガスＶの流路を形成する。この各プラットフォーム１１０Ａ、１１０Ａと各分割環は、動翼１１０Ｂの配列方向へ等配に複数個が連結されている。そして、動翼体１１０は、翼間を通過する高温の被密封流体により、熱変形することになる。この熱変形を防止するために、各プラットフォーム１１０Ａ、１１０Ａの各側端面１１３、１１３に間隙１１２を設けている。各プラットフォーム１１０Ａ、１１０Ａと共に、分割環は翼の配列方向へ複数個に分割して配列されている。尚、この種のタービンの各部品は、分割間に間隙を設けないと、互いに熱応力を受けて異常変形する。又、各部品の組立が容易になるように構成しないと、組立コストも上昇する。
【０００６】
このプラットフォーム１１０Ａ、１１０Ａを、ロータの周方向へ配列する為、配列された分割プラットフォーム１１０Ａ、１１０Ａ間に、熱変形を吸収するための間隙１１２が設けられている。この間隙１１２の大きさは、熱膨張したときに互いに当接して損傷しないようにするため、取付寸法に余裕を設けている。そして、高温ガスＶが、翼面と、プラットフォーム１１０Ａと分割環とによって形成される流路を流れるとき、配列されたプラットフォーム１１０Ａ、１１０Ａの間の間隙１１２から、高温ガスが漏洩する。これを防止するために、各プラットフォーム１１０Ａ、１１０Ａの側端面１１３、１１３に取付溝を設け、この両取付溝に断面がＴ形状で長いシール部材１０２が配設されている。このシール板１０２は、両端部がシール部１０２Ａ、１０２Ｂに形成されている。そして、シール板１０２は、高温ガスＶが間隙１１２から外部へ流出するのを防止している。
【０００７】
しかし、このＴ型のシール部材１０２では、プラットフォーム１１０Ａ、１１０Ａ間が熱膨張して両側端面１１３、１１３がシール板１０２のシール部１０２Ａ、１０２Ｂに密接しない限り、両部品間に間隙が形成される。このために、この間隙１１２から高温ガスＶが外部へ漏洩することになる。この間隙１１２から高温ガスの漏れが生じると、タービンの効率が低下したり、燃焼ガスによる高温よって流路以外の部分が損傷するおそれがある。又、シール板１０２は、直線である場合は未だ良いが、曲線にする場合には製作が困難になる。更に、各プラットフォーム１１０Ａ、１１０Ａが熱膨張して両側端面１１３、１１３間が必要以上に近接すると、当接してシール板１０２が損傷されることになる。
【０００８】
次に、上述と同様なガスタービンの他の関連技術について説明する。ガスタービンは図示省略するが空気圧縮機部と燃焼機部とタービン部から構成されている。この燃焼機部には、トランジッションピースが設けられている。トランジッションピースは、筒状に形成されている。トランジッションピースの筒状の端部は接続部に形成されている。接続部は四角状に形成されており、接続部の両側を互いに連結してトランジッションピースが環状に配列されている。このトランジッションピース内は高温ガスが通過する。この高温ガスによる接続部の熱膨張を吸収するために、各接続部の間は間隙に形成されている。ところが、この間隙から空気がタービン部内に漏れ出すと、タービンの熱効率が低下することになる。このために、各トランジッションピースの接続部の間にシール板が設置されている（特許文献３、特許文献４参照）。
【０００９】
図２１は、この関連する技術２の構成を図示したものである。各トランジッションピースの各連結部２１０Ａ、２１０Ｂの間は間隙２１５に形成されている。この間隙２１５を塞ぐために、各連結部２１０Ａ、２１０Ａには、取付溝２１１Ａ、２１１Ｂが設けられている。この取付溝２１１Ａ、２１１Ｂにシール板２００が取り付けられる。シール板２００は取付溝２１１Ａ、２１１Ｂに挿入される両端が第１シール部２００Ａと第２シール部２００Ｂに形成されている。しかし、シール板２００は板状であるために、シール板２００の第１シール部２００Ａと第２シール部２００Ｂは、取付溝２１１Ａ、２１１Ｂとの間に隙間を設けなければならない。この隙間から空気がタービン部内に浸入することになるので、タービンの熱効率が低下する。又、シール板２００の各シール部２００Ａ、２００Ｂを各取付溝２１１Ａ、２１１Ｂの対向面に近接する為に、シール板２００を薄肉にして可撓性を付与すると、薄肉であるために加熱により損傷が大きくなり耐久能力を低下させる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−２０１９１３号公報（図２）
【特許文献２】特開平８−１１４１０１号公報（図１）
【特許文献３】特開２０００−１３６７３１号公報（図８又は図９）
【特許文献４】特開平１１−２００８９４号公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上述のような問題点に鑑み成されたものである。そして、本発明が解決しようとする課題は、熱応力、流体圧力及び振動力等の外力によりシール装置を取り付ける両組立部品の接合面間の間隔が変位する場合でも、シール装置が変位に対応して弾性変形し、シール装置のシール能力と耐久能力を向上させることにある。叉、取付部品の接合面が曲面であっても、この曲線に応じて確実に密接できるようにすることにある。更に、シール装置の製作を容易にすると共に、組立部品への取付を容易にし、且つ、シール装置の製作コストと、組立コストとを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上述のような技術的課題を解決するために成されたものである。そして、その技術的解決手段は以下のように構成されている。
請求項１に係わる発明のシール装置は、一方の組立部品の第１端面に設けた第１取付溝と他方の組立部品の第１対向端面に設けた第２取付溝に挿入されて第１端面と第１対向端面の間をシールするシール装置である。そして、巻き材を密接して螺旋状に巻いて断面が板状の断面と同じような形状に形成したシール連結部を有するシール本体と、シール本体のシール連結部の一端に有する第１シール部と、シール連結部の他端に有する第２シール部とを具備し、シール本体の螺旋巻き内部に空間部を有するものである。
【００１３】
請求項２に係わる発明のシール装置は、シール連結部の内部の空間部の断面が略平行な空間（間隙）に形成されているものである。  
【００１４】
請求項３に係わる発明のシール装置は、シール本体の断面が円弧状の曲部に形成されているものである。
【００１５】
請求項４に係わる発明のシール装置は、シール端部が円形状に形成されていると共に、シール連結部の厚さよりもシール端部の直径が大きい寸法に形成されているものである。
【００１６】
請求項５に係わる発明のシール装置は、巻き材が帯状に形成されていると共に帯状の側面を接合させながら螺旋状に巻かれているものである。
【００１７】
請求項６に係わる発明のシール装置は、空間部にシール板が挿着されているものである。
【発明の効果】
【００１８】
この請求項１に係わる発明のシール装置では、シール本体の巻き材の内部に空間部を有するので、巻き材が太くとも可撓性を発揮する。そして、シール装置を一方の組立部品の第１端面に設けた第１取付溝と他方の組立部品の第１対向端面に設けた第２取付溝に挿入して一方の組立部品と他方の組立部品の間の間隙がどの方向へ変位しても変位に応じ、巻き材により構成されたシール装置は変位することが可能になる。このために、シール装置は一方の組立部品と他方の組立部品から作用力を受けても弾性変形して損傷することが防止される。又、シール装置は巻き材が板状に巻かれているので、巻き材を厚肉にしても、可撓性を発揮する。このために、加熱されても耐久能力を発揮する。又、巻き材を巻いて板状に形成したシール装置は、どのような形状にでも形成できるから、製作コストが低減できる効果を奏する。
【００１９】
この請求項２に係わる発明のシール装置では、巻き材を巻いたシール連結部間の空間部の断面がおおよそ平行な空間に形成されているので、可撓性を発揮する。このために、シール装置はどの方向から力を受けても、空間部の互いの対向面が接触するまで、力が作用した方向へ弾性変形する効果を奏する。しかも、空間部に応じた治具に巻き材を巻き付ければシール装置は容易に形成できるから、製作コストが低減できる効果を奏する。更に、空間部が０となって、互いの空間部の対向面が接触しても、両側から外力を受けると、対向面が互いに滑るようにして弾性変形し、両組立部品間で変位に対応することが可能になる。
【００２０】
この請求項３に係わる発明のシール装置では、シール本体の断面が円弧状に曲げられているので、シール連結部で間隙を密封すると共に、両端の各シール部が対応する取付溝の取付面に密接して被密封流体を密封することが可能になる効果を奏する。しかも、シール本体は弾性変形して、一方の組立部品と他方の組立部品の各取付溝の取付面に強く密接させることが可能になるので、振動等の外力を受けても、シール能力を発揮する。
【００２１】
この請求項４に係わる発明のシール装置では、シール端部が円形状に形成されていると共に、シール連結部の板状の厚さよりも円形状の直径が大きく形成されているので、各部品の取付溝に挿入すると、各円形状のシール端部は各取付溝の取付面に弾性変形して密接することが可能になる。このために、取付溝内に余裕をもって装着できる。その結果、一方の組立部品と他方の組立部品の相対変位が大きくとも、変位に対応じてシール装置はシール能力を発揮することが可能になる。
【００２２】
この請求項５に係わる発明のシール装置では、巻き材が帯状板に形成されていると共に、帯状板の側面を接合させながら巻かれているから、シール本体が外力により弾性変形しても、巻き材の巻き間に隙間が発生するのを効果的に防止できる。そして、シール装置１のシール能力が発揮できる。
【００２３】
この請求項６に係わる発明のシール装置では、空間部にシール板が挿入されているので、シール本体に保護されたシール板は薄板に形成できる。そして、シール本体の巻き材の間に隙間が生じても、シール板により被密封流体をシールすることが可能になる。その結果、熱応力、外力等により変位する取付面に対してシール本体とシール板とによりシール能力を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係わる実施の形態のシール装置を図面に基づいて詳述する。尚、以下に説明する各図面は、設計図を基にした正確な図面である。
【００２５】
図１は、本発明に係わる好ましい第１実施例を示すシール装置１である。図示省略するガスタービンは、主に、空気圧縮機と、燃焼器部と、タービン部とから構成されている。この空気圧縮機において圧縮された空気は、燃焼ライナに導入される。この燃焼ライナ内で燃料が燃焼し、高温のガスとなってトランジションピース内を経てタービン部に流入する。図１において、各第１トランジッションピース（通路管）５０Ａと第２トランジッションピース５０Ｂは、高温ガスＰ２、Ｐ２を流す断面が方形状の通路５５、５５に形成されている。この高温ガスＰ２、Ｐ２用の角筒形状の各トランジッションピース５０Ａ、５０Ｂは、一端側の連結部の組合面を連結して全体が各トランジッションピース５０Ａ、５０Ｂ・・により環状に成るように配列する。しかし、高温ガスＰ２、Ｐ２により各トランジションピース５０Ａ、５０Ｂ、・・が熱膨張することを考慮して組立面間を間隙５３に形成している。
【００２６】
この為に、各トランジッションピース５０Ａ、５０Ｂ内の通路を高温ガスＰ２が流れるときに、各トランジッションピース５０Ａ、５０Ｂの組立面間の隙間から空気である被密封流体Ｐ１が漏洩する。この被密封流体Ｐ１がガスタービン内に漏洩するとガスタービンの熱効率が低下する。又、被密封流体Ｐ１が漏洩すると、各トランジションピース５０Ａ、５０Ｂ、・・の出口のガス温度が局部的に高温と低温とになって、各トランジションピース５０Ａ、５０Ｂ、・・の下流のタービン動翼及び静翼等の材料の温度に差が生じて、高価な部品である寿命が低下する。更に、タービンは複雑な構造であり、分解することが困難であるために、部品のメンテナンスコストを高揚させる。これを解決するために、シール装置１を各トランジションピース５０Ａ、５０Ｂ、・・の各取付面間部５１Ａ、５１Ｂの間に取り付ける。
【００２７】
図１のシール装置１は、第１取付面間部５１Ａと第２取付面間部５１Ｂとの対向間に挿入した状態である。叉、図２は、このシール装置１の長さ方向の一部の形状を示す。図１の各トランジッションピース５０Ａ、５０Ｂの図示する上下には他の部品が接合されているために、上下方向への被密封流体Ｐ１の漏洩は防止される。又、第１取付面間部５１Ａと第２取付面間部５１Ｂは、第１トランジッションピース５０Ａと第２トランジッションピース５０Ｂの各端面に形成する。そして、各トランジッションピース５０Ａ、５０Ｂは環状に配列するので、対向する第１取付面間部５１Ａと第２取付面間部５１Ｂの間は、取付空間部に形成される。この取付空間部にシール装置１は配置する。このシール装置１の第１シール面２Ａ１は第１取付面間部５１Ａに密接すると共に、第２シール面２Ｂ１は第２取付面間部５１Ｂに密接してシールする。
【００２８】
シール装置１の外形は、図２に示す。このシール装置１は、巻き材４を螺旋状に巻き付けてシール連結部２Ｃを板状に形成したシール本体２の斜視図である。このシール本体２は断面が方形状の巻き材４を螺旋状に巻き付けて図２のように形成する。この巻き材４の断面の縦・横の一辺が１ｍｍである。この巻き材４の一辺の長さは０．1mmから５mmの範囲のものを使用すると良い。この巻き材４を螺旋状に巻き付けた面は接触する状態にする。そして、シール本体２の幅方向の一端は円形状に折曲げられて第１シール端部２Ａに形成する。この第１シール端部２Ａの周面には第１シール面２Ａ１を設ける。更に、シール本体２の他端も、円形状に折曲げられて第２シール端部２Ｂに形成する。この第２シール端部２Ｂの周面には第２シール面２Ｂ１を設ける。又、第１シール端部２Ａと第２シール端部２Ｂの直径は、シール連結部２Ｃの厚さより大きな寸法にする。尚、シール本体２は、巻き方向の全長に対し、第１シール端部２Ａと第２シール端部２Ｂの間が幅である。又、幅に直交する方向が厚さである。
【００２９】
この第１シール端部２Ａと第２シール端部２Ｂの中間はシール連結部２Ｃに形成する。このシール装置１は、第１シール面２Ａ１が円周面に形成するため、第１取付面間部５１Ａに於ける取付溝の対向する両取付面に密接する。又、円周面状の第２シール面２Ｂ１も第２取付面間部５１Ｂに於ける取付溝の対向する両取付面と接触する。そして、シール連結部２Ｃは、第１シール端部２Ａ及び第２シール端部２Ｂよりも薄い寸法に形成されているから、両取付面とは接触しない。
【００３０】
このシール連結部２Ｃの厚さは、第１シール端部２Ａと第２シール端部２Ｂとの円形に対する各直径より、小さな寸法に形成する。又、シール本体２の内周は空間部３に形成する。この空間部３の全体形状は、略シール本体２の外周と類似した形になる。そして、この空間部３にシール板５を挿入し、このシール板５をシール本体２の空間部３に取り付ける。このシール板５は薄板に構成されて可撓性が付与されている。シール板５の上端部は、図２に示すように、シール本体２より突出させてトランジッションピース５０Ａ、５０Ｂに取り付けても良い。又、シール本体２と略同一高さにして両端部を溶接しても良い。このシール装置１は、全長を直線状に形成したが、全長を環状に形成することもできる。又、円弧状にも形成できる。つまり、取付面間部５１Ａ、５１Ｂ・・の形状に応じてどのような形状でも容易に形成できる。
【００３１】
シール本体２及びシール板５は、ニッケル基合金材のような耐熱材である。このニッケル基合金材は、７６％Ｎｉ−１６％Ｃｒ−８％Ｆｅ合金である。この合金材は、特に、加工性に富み、熱間、冷間加工が可能で、しかも、耐食性に優れるので適している。更に、シール本体２及びシール板５は、ステンレス鋼又は鋼又はアルミニュウムにすることができる。
【００３２】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は第２実施例を示すシール装置１である。図３（ａ）は、図３（ｂ）のシール装置１の平面図である。又、図３（ｂ）はシール装置１の斜視図である。図３（ａ）と図３（ｂ）の構成は、図２に示すシール装置１と同様に、断面が正方形の巻き材４を螺旋状に巻き付けて形成したものである。図３（ａ）と図３（ｂ）のシール装置１の構成に於いて、図２と同一符号で示すように、シール板５を取り除いた構成は、略同一である。又、シール本体２を形成する巻き材４の材質も同一である。このため、図３（ａ）と図３（ｂ）のシール装置１の構成の説明は省略する。尚、空間部３は、シール連結部２Ｃの内側の対向面間が接触する０に近い空間も含むものである。つまり、シール連結部２Ｃの内側の対向面間の空間部３が０に近い接触状態でも両対向面は互いに滑って弾性変形が可能になる。
【００３３】
図４から図６は、この第２実施例のシール装置１をガスタービンの第１シュラウドセグメント（組立部品）４０Ａの第１端面４０Ａ４と第２シュラウドセグメント（組立部品）４０Ｂの第２対向端面４０Ｂ４の間隙４２を遮断するために、シール装置１を取り付けた状態である。このシール装置１を取り付けて第１シュラウドセグメント４０Ａと第２シュラウドセグメント４０Ｂとの作動中の状態を以下に説明する。図４は、シール装置１を第１シュラウドセグメント４０Ａの第１取付面間部４１Ａと第２シュラウドセグメント４０Ｂの第１取付面間部４１Ｂとに取付た状態である。第１シュラウドセグメント４０Ａの第１端面４０Ａ４には、溝状の第１取付面間部４１Ａを形成する。この第１取付面間部４１Ａには、第１取付面間部４１Ａの側面である第１取付面４０Ａ２と第２取付面４０Ａ３を形成する。又、溝の底面は第１底面４０Ａ１に形成する。更に、第２対向端面４０Ｂ４にも第２取付面間部４１Ｂを形成する。この第２取付面間部４１Ｂには、溝の側面である第１取付面４０Ｂ２と第２取付面４０Ｂ３を形成する。又、溝の底面は第２底面４０Ｂ１に形成する。この第１取付面間部４１Ａと第２取付面間部４１Ｂにシール装置１を配置して間隙４２を流れる被密封流体Ｐ１を遮断する。
【００３４】
このシール装置１は、第１取付面４０Ａ２と第２取付面４０Ａ３に円形の第１シール端部２Ａの第１シール面２Ａ１を密接させる。更に、第１取付面４０Ｂ２と第２取付面４０Ｂ３にも円形の第２シール端部２Ｂの第２シール面２Ｂ１を密接させる。そして、円周面に形成された第１シール面２Ａ１が、第１取付面４０Ａ２と第２取付面４０Ａ３との変位に対し周面の位置を変えながら密接できる。又、第２シール面２Ｂ１が第１取付面４０Ｂ２と第２取付面４０Ｂ３の変位に対して円周状の周面の位置を変えながら密接できる。このため、間隙４２を流れる被密封流体Ｐ１を効果的にシールすることができる。
【００３５】
図５は、図４の状態から、第１シュラウドセグメント４０Ａと第２シュラウドセグメント４０Ｂの間隙４２が矢印Ｐ３、Ｐ４の力を受けて互いに狭くなったり、広くなったりする場合である。この場合のシール装置１は、第１シール面２Ａ１が第１取付面間部４１Ａ内で密接すると共に、第２シール面２Ｂ１が第２取付面間部４１Ｂ内で密接しながら左右（幅）方向へ相対移動することができる。このために、間隙４２を流れる被密封流体Ｐ１を効果的にシールすることができる。そして、シール装置１のシール能力が発揮される。
【００３６】
図６は、第１シュラウドセグメント４０Ａと第２シュラウドセグメント４０Ｂが矢印Ｆ１とＦ２の力を受けて相対的に上下へ変位した場合である。この場合も、シール装置１の第１シール面２Ａ１は、円形に形成されているから、第１取付面間部４１Ａ内で各取付面に密接しながら相対変位することができる。又、第２シール面２Ｂ１も、円形に形成されているから、第２取付面間部４１Ｂ内で各取付面に密接しながら相対変位することができる。このために、第１シュラウドセグメント４０Ａと第２シュラウドセグメント４０Ｂが上下へ相対変位するような場合でもシール装置１のシール能力が発揮される。
【００３７】
このように構成されたシール装置１は、第１シュラウドセグメント４０Ａと第２シュラウドセグメント４０Ｂが各取付面間部４１Ａ、４１Ｂの間に相対変位が生じても、シール装置１のシール本体２は、巻き材４を螺旋状に巻き付けて形成しているから、巻き材４を太くしても弾性変形が可能になる。しかも、シール本体２の内部は空間部３に形成されているから、弾性変形を容易にする。そして、図示のＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４の力に対して第１シール端部２Ａ及び第２シール端部２Ｂは弾性変形して対応する各第１取付面４０Ａ２と第２取付面４０Ａ３、及び各第１取付面４０Ｂ２と第２取付面４０Ｂ３に密接することが可能になる。又、シール連結部２Ｃ、２Ｃも空間部３により弾性変形することが可能になる。更に、シール本体２は、ねじり変形に対して弾性変形するから、破損することなくシール能力を発揮することができる。
【００３８】
更に又、第１シール端部２Ａ又は第２シール端部２Ｂを支点にして他方の第２シール端部２Ｂ又は第１シール端部２Ａが変位することも可能になる。このために、シール装置１は、第１シュラウドセグメント４０Ａと第２シュラウドセグメント４０Ｂが熱による応力や被密封流体による外力を受けて変位しても、常に、円周面に形成された第１シール面２Ａ１と第２シール面２Ｂ１を各取付面間部４１Ａ、４１Ｂの各取付面４０Ａ２、４０Ａ３、４０Ｂ２、４０Ｂ３に対して密接させ、被密封流体Ｐ１に対しシール能力を発揮する。尚、第１シール面２Ａ１と第２シール面２Ｂ１は、円形状とは限らずに、楕円形、角を円弧状に形成された方形状にすることができる。
【００３９】
図７は、本発明に係わる第３の実施例を示すシール装置１である。図７は、図４と同様に、第１シュラウドセグメント４０Ａの第１取付面間部４１Ａと、第２シュラウドセグメント４０Ｂの第２取付面間部４１Ｂに取り付けた状態図である。図７に於いて、図４のシール装置１と相違する点は、シール本体２の幅方向の第１シール端部２Ａと第２シール端部２Ｂとシール連結部２Ｃを略同じ厚さに形成したものである。又、シール本体２の内周に於ける空間部３の厚さは、図３（ａ）、図３（ｂ）の空間部３よりもやや大きく形成できる。その他の構成は、図３（ａ）、図３（ｂ）と同一符号で示すように、図３（ａ）、図３（ｂ）のシール装置１と略同様である。尚、第２シュラウドセグメント４０Ｂの端面をＬ型に形成して第４端面４０Ｂ５を設けると共に、第４端面４０Ｂ５を第１シュラウドセグメント４０Ａの第３端面４０Ａ５に摺動自在に接触させている。シール本体２は、ニッケル基合金材のような耐熱材である。このニッケル基合金材は、７６％Ｎｉ−１６％Ｃｒ−８％Ｆｅ合金である。更に、シール本体２は、ステンレス鋼又は鋼又はアルミニュウムにすることができる。
【００４０】
このシール装置１は、このように構成することにより、被密封流体Ｐ１の圧力を受けると可撓性を発揮してシール連結部２Ｃ１が、第１取付面４０Ａ２と第１取付面４０Ｂ２に密接する。又、第１シール端部２Ａの第１シール面２Ａ１は第１底面４０Ａ１に密接すると共に、第２シール端部２Ｂの第２シール面２Ｂ１は第２底面４０Ｂ１に密接する。このため、隙間４２を通る被密封流体Ｐ１はシール装置１によりシールされる。同時に、第１シール端部２Ａと第２シール端部２Ｂが第１シュラウドセグメント４０Ａと第２シュラウドセグメント４０Ｂから押圧されても、シール本体２は、巻き材４が螺旋状に巻かれて弾性変形可能に形成されていると共に、空間部３が形成されているので、どの方向にでも弾性変形が可能になる。そして、シール装置１は容易に弾性変形すると共に、取付面との当接に対して損傷が防止できる。
【００４１】
図８（ａ）は、図７に示すシール装置１の平面図である。又、図８（ｂ）は、図８（ａ）のシール装置１の斜視図である。このシール装置１は、上述した通りの形状であるが、このシール装置１の構成を更に詳しく説明する。断面が長方形の巻き材４を空間部３と断面が同形状をした板状の治具に螺旋状に巻き付ける。この巻き材４の巻き付けは、巻き付ける上下面の対向面を密接しながら巻き付ける。この巻き材４の巻き方向の寸法である縦寸法は１．０mmであり、巻き方向に直交する内外方向の横寸法は１．５mmである。この巻き材４の縦寸法と横寸法の範囲は、それぞれ０．1mmから５．０mmにすると良い。そして、シール本体２は、図８（ｂ）に示すような長さに巻き付けて形成する。このシール本体２の全長さと幅と厚さ寸法は、取り付けるシュラウドセグメントの取付面間部（図１の５１Ａ、５１Ｂ）の大きさにより決められる。
【００４２】
シール装置１は、シール本体２に於けるシール連結部２Ｃの各端部に第１シール端部２Ａと第２シール端部２Ｂを設ける。この第１シール端部２Ａの外周は第１シール面２Ａ１に形成する。又、第２シール端部２Ｂの外周には、第２シール面２Ｂ１を形成する。更に、シール本体２の内部は板状の断面のような空間部３に形成する。そして、外力を受けたときに、空間部３の大きさによりシール本体２の弾性変形を容易にする。又、外力に対し、巻き材４の巻き方により可撓性を発揮させる。
【００４３】
図９は、本発明に係わる第４の実施例を示すシール装置１の斜視図である。
図９に於いて、図８（ａ）及び図８（ｂ）のシール本体２と相違する点は、巻き材４が丸棒である。この巻き材４の直径は０．８ｍｍである。この巻き材４の直径の範囲は、０．０１ｍｍから５ｍｍにすると良い。この丸棒の巻き材４を螺旋状に巻き付ける。そして、螺旋状に巻き付けた巻き材４と巻き材４との間の外周の凹みに、更に、この巻き材４より細いシール線材１４を巻き材４と巻き材４との間の凹みに沿って螺旋状に巻き付ける。このシール線材１４はシール本体２の外周面より突出しない線径にする。つまり、シール線材１４の線径は巻き材４の１／５以下の線径にすると良い。このシール装置１のその他の構成は、図８（ｂ）のシール装置１に同じ符号で示すように、ほぼ同形状である。
【００４４】
図１０は、本発明に係わる第５の実施例を示すシール装置１の斜視図である。図１０に於いて、図８（ｂ）と相違する点は、巻き材４の断面が長方形又は帯板状に形成したものである。この巻き材４は横寸法が１．５ｍｍであると共に、縦寸法が０．５ｍｍである。この巻き材４の横寸法及び縦寸法の範囲は、各々０．１ｍｍから５ｍｍにすると良い。その他の構成は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すシール装置１と同一符号で示すように同一構成である。
【００４５】
図１１は、本発明に係わる第６の実施例を示すシール装置１の斜視図である。図１１於いて、図８（ｂ）のシール装置１と相違する点は、巻き材４の断面が板のように長方形である。この板帯状の巻き材４を円錐形にしながら螺旋状に巻き付ける。この巻き材４の円錐面２Ｆは互いに螺旋状に接合している。そして、シール本体２が弾性変形するときには、互いの円錐面２Ｆが滑るようにして変位する。その他の構成は図８（ｂ）と同様に形成する。図１１の符号で図８（ａ）及び図８（ｂ）の符号と同じものは同一構成である。このようにシール装置１を構成することにより、各巻き材４間が密接するので、被密封流体Ｐ１をシールする能力が向上する。しかも、巻き材４の各円錐面同士が接合しているので、互いの円錐面２Ｆが滑るので、弾性変形は容易になる。更に、シール本体２の内部は空間部３に構成されているので、シール連結部２Ｃの可撓性が発揮される。
【００４６】
図１２は、本発明に係わる第７の実施例を示すシール装置１の斜視図である。図１２於いて、図８（ａ）及び図８（ｂ）と相違する点は、線径が０．５ｍｍの丸棒の巻き材４を螺旋状に巻き付けて図１２のシール本体２ように形成したものである。この巻き材４の線径の寸法範囲は、０．０１ｍｍから５ｍｍにすると良い。その他の構成は、図１２に於いて、図８（ａ）及び図８（ｂ）のシール本体２と同一符号は同一構成である。このように丸棒の巻き材４にすることのより線径を小径にできるから、小型のシール装置１に適する。このシール装置１のその他の効果は、上述の各実施例と同様である。
【００４７】
図１３は、本発明に係わる第８の実施例を示すシール装置１の斜視図である。図１３於いて、図８（ａ）及び図８（ｂ）のシール装置１と相違する点は、シール本体２の空間部３にシール板５を装着したものである。このシール板５により更にシール効果を発揮させるものである。
【００４８】
図１４は、本発明に係わる第９の実施例を示すシール装置１の斜視図である。図１４於いて、図８（ａ）及び図８（ｂ）又は図１３のシール装置１の端面に取付シール板１０を設けたものである。取付シール板１０は、Ｌ形に形成されて取付孔１１が設けられている。又、取付シール板１０には、取付接合面１０Ａと取付側面１０Ｂが設けてある。この取付接合面１０Ａと取付側面１０Ｂを組立部品に接合してシール装置１を組立部品に取り付けると共に、図１に示す両取付面間部５１Ａ、５１Ｂの間の取付空間部５１を遮蔽する。このように構成すると、シール装置１の取付が容易になると共に、取付空間部５１Ａ、５１Ｂのシールが可能になる。その他の構成は、図２と同一符号で示すように、図２のシール装置１と略同様な形状である。シール本体２、取付シール板１０及びシール板５は、ニッケル基合金材のような耐熱材である。このニッケル基合金材は、７６％Ｎｉ−１６％Ｃｒ−８％Ｆｅ合金で、例えば、商標名インコネルがある。このインコネルは、特に、加工性に富み、熱間、冷間加工が可能で、しかも、耐食性に優れるので適している。この他の材質としては、ステンレス鋼板、鋼板、セラミック板材にすることが可能である。又、高温でない場合は樹脂材にすることもできる。  
【００４９】
図１５は、本発明に係わる第１０実施例を示すシール装置１の斜視図である。図１５に於いて、図１３と相違する点は、シール本体２とシール板５の両端部を溶接して結合したものである。このシール装置１は、直線状に形成する場合に適している。又、図７の第１シュラウドセグメント４０Ａの第１取付面間部４１Ａと、第２シュラウドセグメント４０Ｂの第２取付面間部４１Ｂとの間に取り付けることが容易になる。そして、シール装置１は、間隙４２を通過する被密封流体Ｐ１をシールするのに優れた効果を奏する。
【００５０】
図１６は、本発明に係わる第１１実施例を示すシール装置１の斜視図である。図１６に於いて、図１５のシール装置１と相違する点は、シール板５の端部をＵ形部に折曲げると共に、Ｕ形部の内側を巻き材４に嵌めてシール本体２に固定したものである。このようにすることにより、シール板５をシール本体２と容易に固定できる。
【００５１】
図１７は、本発明に係わる第１２実施例を示すシール装置１の斜視図である。図１７に於いて、シール装置１は、第１シュラウドセグメント４０Ａの第１取付面間部４１Ａと、第２シュラウドセグメント４０Ｂの第２取付面間部４１Ｂとの間に取り付けられる。このシール本体２は、図８（ａ）及び図８（ｂ）のシール本体２と同様に構成する。そして、図８（ａ）及び図８（ｂ）のシール本体２と相違する点は、シール本体２の断面において一方側へ曲げた円弧状体に形成する。このシール装置１は、シール本体２の両端に第１シール端部２Ａと第２シール端部２Ｂを設ける。又、第１シール端部２Ａには第１シール面２Ａ１を設ける。又、第２シール端部２Ｂには第２シール面２Ｂ１を設ける。更に、第１シール端部２Ａと第２シール端部２Ｂとの間はシール連結部２Ｃに形成する。更に又、シール本体２の内部には空間部３を設ける。
【００５２】
そして、第１シュラウドセグメント４０Ａと第２シュラウドセグメント４０Ｂとの間の間隙４２を流れる被密封流体Ｐ１は、シール装置１により遮断される。この第１シュラウドセグメント４０Ａと第２シュラウドセグメント４０Ｂにおいて、溝状の第１取付面間部４１Ａと溝状の第２取付面間部４１Ｂとを対向に設ける。第１取付面間部４１Ａ側には第１底面４０Ａ１を挟んで第１取付面４０Ａ２と第２取付面４０Ａ３を設ける。又、第２取付面間部４１Ｂ側にも第２底面４０Ｂ１を挟んで第１取付面４０Ｂ２と第２取付面４０Ｂ３を設ける。そして、第１シール面２Ａ１は第２取付面４０Ａ３に接合する。又、第２シール面２Ｂ１は第２取付面４０Ｂ３に密接する。更に、シール連結部２Ｃの曲部の凸面は第１取付面４０Ａ２と第１取付面４０Ｂ２に接合する。このようにシール装置１を配列することにより、シール装置１は間隙４２を流れる被密封流体Ｐ１をシールする。又、第１シュラウドセグメント４０Ａと第２シュラウドセグメント４０Ｂとが外力により相対移動してもシール装置１は弾性変形してシール能力を発揮する。
【００５３】
図１８及び図１９は、図１５のシール装置１の弾性変形状体を示す斜視図である。図１８のシール装置１はシール本体２の全長Ａに対して外力が作用した場合に、弾性変形する状態を示す。又、図１９のシール装置１は、シール本体２の幅に対して外力Ｎ１とＮ２が捩るように作用した場合に、弾性変形する状態を示す。このように、シール装置１が取り付けられる取付部品が外力により異常な変位をする場合でも、シール装置１は、この変位に対応して弾性変形することが可能になる。このシール装置１は、巻き材４を螺旋状に巻いてシール本体２を形成すると共に、シール本体２の空間部３は巻き材４の対向面が互いに近接しているか、又は、空間部３に間隙が形成されているから、シール本体２の厚さが厚いにもかかわらず、弾性変形が発揮される。同時に、シール本体２の厚さは厚くできるから、外力及び熱に対して耐久能力が向上する。尚、以上の各実施例に於けるシール装置１のシール連結部２Ｃ間の空間部３は、０となるようなシール連結部２Ｃの内側の対向面が接触状態でも空間部２Ｃが存在する場合と同様な効果が生じる。つまり、本発明では、空間部３は、シール連結部２Ｃの内側の対向面が接触状態も含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明のシール装置は、高温・高圧流体をシールする一般機器の各組立部品の取付面間に用いて有用である。特に、ガスタービン、原子力機器等の高温・高圧流体が作用して熱応力変形する取付面間叉は振動する取付面間の取付空間部に用いるシール装置として有用である。更に、製作コストを低減できるシール装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１実施例に係わるシール装置をタービンのトランジションピースに於ける両取付面間部に取付けた状態の斜視図である。
【図２】図１のシール装置の斜視図である。
【図３（ａ）】本発明の第２実施例に係わるシール装置の平面図である。
【図３（ｂ）】本発明の第２実施例に係わるシール装置の斜視図である。
【図４】図３（ｂ）のシール装置をタービンのシュウラウドセグメントの両取付面間部に取付けた状態図である。
【図５】図３（ｂ）のシール装置をシュウラウドセグメントの両取付面間部に取付けた状態で両取付面間部が近接する方向へ変位する状態図である。
【図６】図３（ｂ）のシール装置をシュウラウドセグメントの両取付面間部に取付けた状態で両取付面間部が上下へ変位する状態図である。
【図７】本発明の第３実施例に係わるシール装置を取り付けた状態の平面図である。
【図８（ａ）】図７のシール装置の平面図である。
【図８（ｂ）】図７のシール装置の斜視図である。
【図９】本発明の第４実施例に係わるシール装置の斜視図である。
【図１０】本発明の第５実施例に係わるシール装置の斜視図である。
【図１１】本発明の第６実施例に係わるシール装置の斜視図である。
【図１２】本発明の第７実施例に係わるシール装置の斜視図である。
【図１３】本発明の第８実施例に係わるシール装置の斜視図である。
【図１４】本発明の第９実施例に係わるシール装置の斜視図である。
【図１５】本発明の第１０実施例に係わるシール装置の斜視図である。
【図１６】本発明の第１１実施例に係わるシール装置の斜視図である。
【図１７】本発明の第１２実施例に係わるシール装置をタービンのシュウラウドセグメントの両取付面間部に取付けた状態図である。
【図１８】図１５に係わるシール装置の弾性変形した状態を示す斜視図である。
【図１９】図１５に係わるシール装置の弾性変形した状態を示す斜視図である。
【図２０】本発明に係わる関連する技術１のシール装置をガスタービンのプラットフォームの取付段部間に取り付けた斜視図である。
【図２１】本発明に係わる関連する技術２のシール装置をガスタービンのシュウラウドセグメントの両取付面間部に取付けた斜視図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  シール装置
２  シール本体
２Ａ  第１シール端部
２Ａ１  第１シール面
２Ｂ  第２シール端部
２Ｂ１  第３シール面
２Ｃ  シール連結部
３  空間部
４  巻き材
５  シール板
１４  シール線材
【図１】
2006017074.tif 000003
【図２】
2006017074.tif 000004
【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８（ａ）】
2006017074.tif 000011
【図８（ｂ）】
2006017074.tif 000012
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2006017074.tif 000019
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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